多極式陽極引導微電鍍系統

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姓名

黃聖原(Sheng-Yuan Huang) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

多極式陽極引導微電鍍系統
(Multi-Micro Anode Guided Electro-plating System)

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摘要(中)

本論文的主要目的是為了改善單極式電鍍效率不彰的缺點，而著手研究『同時多極電鍍』的可行性，為此目標而開發多極式陽極引導微電鍍系統。此系統是採用模組化的架構，可細分為三大模組：電鍍機構平台、多極式陽極引導微電鍍硬體及監控(程式)系統。當系統運作後，使用者可透過操作監控程式介面對多極式陽極引導微電鍍硬體下達電鍍相關指令，多極式陽極引導微電鍍系統在處理完電鍍指令或完成特定的程序後，即會經由系統的通訊介面將相關資訊回應於監控程式介面。
文中將對系統各模組的規劃與軟體的設計加以說明與介紹，而實驗上主要是進行多極式陽極引導微電鍍系統的功能驗證、研究最佳化的銅鍍液配方與多極式的電鍍成效，最後，以這三方面來討論本系統是否具有改善單極式電鍍效率的功效與『同時多極電鍍』的可行性。

摘要(英)

Micro Anode Guided Electro-plating System(MAGE) has been used to fabricate a 3-D micrometer scale nickel column in nickel-containing baths.In order to improve the inefficiency of Micro Anode Guided Electro-plating System,we try to research and develop the Multi-Micro Anode Guided Electro-plating System that have much parallel and switching anode in a MAGE.This new system comprises 3 module：Plating mechine,Control system,User’’s operating system.In this paper,we will give an outline of the Multi-Micro Anode Guided Electro-plating System and make some experiments on Cu-containing baths and Ni-containing baths to analyze the efficiency of Multi-Micro Anode Guided Electro-plating System.

關鍵字(中)

★ 析鍍法
★ 微電鍍

關鍵字(英)

★ micro elextroplating
★ deposition

論文目次

論文摘要 I
誌謝 II
目錄 III
圖表 VI
第一章緒論 1
1.1 前言： 1
1.2. 局部析鍍法原理與歷史回顧： 2
1.2.1. 析鍍法簡介與原理： 2
1.2.2. 文獻回顧： 3
1.3. 研究多極式的動機與目標： 3
1.4. 論文架構： 6
第二章電鍍原理及陣列多極式原理 7
2.1. 電鍍原理： 7
2.1.2. 一般電鍍： 7
2.1.2. 微電鍍概念： 8
2.1.3影響微電鍍的因素： 10
2.2 微電鍍等效電路： 11
2.3 陣列多極式微電鍍： 12
2.3.1目的與原理： 12
2.3.2多極電鍍動作概述： 12
2.3.3多極式陽極的製做： 13
第三章系統架構： 15
3.1系統架構簡介： 15
3.2電鍍機構平台： 16
3.2.1電鍍電源供應器： 16
3.2.2 z軸微步進機構： 16
3.2.3鍍液循環系統： 17
3.2.4個人電腦： 18
3.3多極式陽極引導微電鍍硬體介紹： 19
3.3.1數位訊號處理模組： 19
3.3.2 z軸位移模組： 20
3.3.3類比資料擷取模組： 22
3.3.4電鍍陽極切換控制模組： 22
第四章多極式微電鍍控制軟體之架構 29
4.1多極式微電鍍系統監控系統介紹： 29
4.2 PC端操控介面： 29
4.3數據處理程式： 33
4.4電鍍控制程式： 33
第五章實驗結果與討論 36
5.1 前言： 36
5.2影響微電鍍的因素： 36
5.3電鍍實驗步驟說明： 37
5.3.1 電鍍鎳實驗步驟： 37
5.3.2 電鍍銅實驗步驟： 38
5.4電鍍鎳與銅之結果與討論： 39
5.4.1電鍍鎳的實驗目的： 39
5.4.2電鍍鎳之實驗： 39
5.4.3電鍍鎳之結果與討論： 59
5.4.5電鍍銅之實驗： 60
5.4.6電鍍銅之結果與討論： 72
5.5多極式電鍍實驗與討論 73
5.5.1實驗目的： 73
5.5.2多極式電鍍銅之實驗： 73
5.5.3電鍍銅之結果與討論： 77
第六章結論與未來展望 78
6.1結論： 78
6.2未來展望與發展方向： 78
參考文獻： 79

參考文獻

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[2] John D. Madden and Ian W. Hunter,” Three Dimensional Micro-fabrication by localized Electrochemical Deposition ”, Journal of micro-electro-mechanical systems.Vol. 5 No.1, Mar. 1996, pp24-32。
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[4] E.M. El-Giar , Cairo U , and D. J. Thomson , U. of Manitoba "Localized Electrochemical Plating of Interconnectors for Microelectronics"1997 Conference on Communications, Power and Computing WESCANEX97 Proceedings ; May 22-23,1997;pp.327-332
[5] S H Yeo and J H Choo "Effects of rotor electrode in the fabrication of high aspect ratio microstructures by localized electrochemical deposition"，JOURNAL OF MICROMECHANICS AND MICROENGINEERING，19 July 2001。
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[7]李勝富， “ 微電鍍控制系統之開發 ” ，, 國立中央大學機械研究所碩士論文, 2002。
[8]廖信凱”電極引導微電鍍系統之開發”，國立中央大學研究所碩士論文，2003
[9]川崎原雄等六人編著,呂政峰編譯, “ 電鍍學 ”, 世一書局, 1993。
[10]Geoffrey Prentice, “ Electrochemical Engineering Principles”, 新月圖書代理, 1991。
[11]陳承志, “ 銅基材上之單軸微電析鎳製程研究 ”, 國立中央大學機械研究所碩士論文, 1999。
[12]田福助編著, “電化學理論與應用 ”, 五洲出版社, 1997。

指導教授

葉則亮(Tse-Liang Yeh)

審核日期

2004-7-12

推文